Page 24 - 《精细化工》2021年第3期

·444· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

空穴传输材料 CS01、CS02、EP02 和 LCS01（结构
如下所示）。4 个化合物的 HOMO 能级分别为–5.01、
–4.81、–5.36 和–5.16 eV，均高于三重阳离子混合卤
化 物钙钛矿 价带能级 ，其空穴 迁移率也 与
Spiro-OMeTAD 处于相同的数量级。其中，EP02 器
件的效率最低，是由于分子聚集体的形成影响了薄
膜质量。文献作者认为，除了能级的匹配，HTM 分
子设计还需要考虑分子的溶解度、成膜性能和空穴
迁移率等诸多因素。甲氧基的引入能够增大分子的
共轭程度，提高成膜质量，减少载流子复合。另外，
相对于 CS01 分子，LCS01 分子中苯环的引入能有
效降低载流子损失，从而提高太阳能电池的 PCE。

CRISTINA 等 [32] 以 BT 受体单元为中心核，以 最终，基于 LCS01 的 PSCs 取得了最高的 PCE
二芳胺/三苯胺电子给体为端基合成了 4 个 D-A-D 型 （18.05%）。

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2
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2.3 含其他受体单元的空穴传输材料 10 cm /(V·s)提高到 9.65×10 cm /(V·s)〕。另外，
受体单元中心核的改变能够直接影响空穴传输 JY8 相比于 JY5 具有更加平整的表面形貌，基于 JY8
材料的光电性质，以及制备成器件后的 PCE 和器件 的平面 PSCs 器件的 PCE 达 19.14%，相应的填充因
稳定性。因此，除了 BT 这个常用受体单元，研究 子高达 0.81，高于同等条件下基于 JY5 的 PCE
人员引入了很多其他吸电子基团，如吡啶并噻二唑 （17.13%）。
（PT）、苯并三唑、喹喔啉、苯并二唑、吡咯并 WU 等 [34] 在 HTM 分子 X51 的基础上 [35] ，将中
吡咯二酮（DPP）等。受体基团的不断丰富也为这 心核联苯替换为 2,2′-联吡啶和 3,3′-联吡啶受体单
类 D-A-D 型有机小分子空穴传输材料的发展注入了 元，合成了两种 D-A-D 型小分子空穴传输材料 F22
新的活力。 和 F33（结构如下所示）。吸电子基团联吡啶的引入
JI 等 [33] 在 JY5 的基础上，又设计合成了以 PT 不仅能有效降低分子的 HOMO 能级（从 X51 的
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为中心受体基团、N ,N ,N ,N -四（4-甲氧基苯基） –5.23 eV 下降到–5.27 和–5.33 eV）、增大 PSCs 器件
-9-苯基-9H-咔唑-3, 6-二胺为端基给体的 D-A-D 型 开路电压（从 X51 的 0.99 V 升高到 1.05 和 1.11 V），
空穴传输材料 JY8（结构如下所示）。相比于以 BT 而且可以有效提高空穴抽取和传输能力〔空穴迁移
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为核心的 JY5，PT 单元具有更强的吸电子能力，有 率由 X51 的 1.17×10 −4 cm /(V·s)上升到 5.37×10 和
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利于增强分子间偶极-偶极相互作用，而且 PT 单元 6.79×10 cm /(V·s)〕。另外，相比于 F22，HTM 分
的引入使 JY8 分子的平面性更好，扩展了中心核的 子 F33 更好的平面结构有利于整体分子的共轭性，
π 共轭以及电子离域，有利于空穴的传输，使得 JY8 增强分子间的相互作用。与 X51 相比，基于 F22 和
的空穴迁移率与 JY5 相比提高至近 3 倍〔由 3.53× F33 的 PSCs 的 PCE 得到了明显提高，分别达到